新高考版物理總復(fù)習(xí)專題六 機(jī)械能守恒定律（試題練）教學(xué)講練

物理高考總復(fù)習(xí)PAGEPAGE18學(xué)好數(shù)理化，走遍天下都不怕專題六機(jī)械能守恒定律考情探究課標(biāo)解讀考情分析備考指導(dǎo)考點(diǎn)內(nèi)容功和功率1.理解功和功率。2.了解生產(chǎn)生活中常見機(jī)械的功率大小及其意義。本專題是力學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容之一,高考對本專題通常從三個(gè)角度進(jìn)行考查:第一,功和功率;第二,動(dòng)能定理及其應(yīng)用;第三,功能關(guān)系、機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用。一般與其他知識(shí)(比如牛頓運(yùn)動(dòng)定律、平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)、電磁學(xué)等)結(jié)合起來考查學(xué)生對規(guī)律的應(yīng)用理解、對綜合問題的分析能力以及對能量轉(zhuǎn)化與守恒思想的理解能力。從近幾年高考來看,關(guān)于功和能的考查,多以選擇題的形式出現(xiàn),有時(shí)與電流及電磁感應(yīng)相結(jié)合命題。動(dòng)能定理多數(shù)題目是與牛頓運(yùn)動(dòng)定律、平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)以及電磁學(xué)等知識(shí)相結(jié)合的綜合性試題;動(dòng)能定理仍將是高考考查的重點(diǎn)。機(jī)械能守恒定律多數(shù)題目是與牛頓運(yùn)動(dòng)定律、平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)以及電磁學(xué)等知識(shí)相結(jié)合的綜合性試題。高考題注重與生產(chǎn)、生活、科技相結(jié)合,常將對相關(guān)知識(shí)的考查放在一些與實(shí)際問題相結(jié)合的情境中。動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用1.理解動(dòng)能和動(dòng)能定理。2.能用動(dòng)能定理解釋生產(chǎn)生活中的現(xiàn)象。3.理解重力勢能,知道重力勢能的變化與重力做功的關(guān)系。4.定性了解彈性勢能。5.通過實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。6.理解機(jī)械能守恒定律。7.能用機(jī)械能守恒定律分析生產(chǎn)生活中的有關(guān)問題。功能關(guān)系、能量守恒定律體會(huì)守恒觀念對認(rèn)識(shí)物理規(guī)律的重要性。真題探秘

基礎(chǔ)篇固本夯基基礎(chǔ)集訓(xùn)考點(diǎn)一功和功率1.(2019福建莆田質(zhì)檢)如圖所示,乒乓球運(yùn)動(dòng)員用同一個(gè)乒乓球兩次發(fā)球,乒乓球都在等高處水平向左越過球網(wǎng),從發(fā)球點(diǎn)到落到臺(tái)面的過程中(不計(jì)乒乓球的旋轉(zhuǎn)和空氣阻力),下列說法正確的是()A.球第1次過網(wǎng)時(shí)的速度小于第2次過網(wǎng)時(shí)的速度B.球第1次的速度變化量小于第2次的速度變化量C.球兩次落到臺(tái)面時(shí)重力的瞬時(shí)功率相等D.球兩次落到臺(tái)面過程中重力的平均功率不相等答案C2.用長為L的輕質(zhì)細(xì)繩懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的小球,其下方有一個(gè)傾角為θ的光滑斜面體,斜面體放在水平面上,開始時(shí)小球與斜面剛剛接觸且細(xì)繩恰好豎直,如圖所示,現(xiàn)在用水平推力F緩慢向左推動(dòng)斜面體,直至細(xì)繩與斜面平行,則下列說法中正確的是()A.小球受到的斜面的彈力始終與斜面垂直,故對小球不做功B.細(xì)繩對小球的拉力始終與小球的運(yùn)動(dòng)方向垂直,故對小球不做功C.小球受到的合外力對小球做功為零,故小球在該過程中機(jī)械能守恒D.若水平面光滑,則推力做功為mgL(1-cosθ)答案B3.如圖所示,某工廠用傳送帶向高處運(yùn)送貨物,將一貨物輕輕放在傳送帶底端,第一階段貨物被加速到與傳送帶具有相同的速度,第二階段與傳送帶相對靜止,勻速運(yùn)動(dòng)到傳送帶頂端。下列說法正確的是()A.第一階段摩擦力對貨物做正功,第二階段摩擦力對貨物不做功B.第一階段摩擦力對貨物做的功等于第一階段貨物動(dòng)能的增加量C.第一階段貨物和傳送帶間因摩擦產(chǎn)生的熱量等于第一階段貨物機(jī)械能的增加量D.貨物從底端到頂端全過程機(jī)械能的增加量大于摩擦力對貨物所做的功答案C考點(diǎn)二動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用4.(2018課標(biāo)Ⅱ,14,6分)如圖,某同學(xué)用繩子拉動(dòng)木箱,使它從靜止開始沿粗糙水平路面運(yùn)動(dòng)至具有某一速度。木箱獲得的動(dòng)能一定()A.小于拉力所做的功 B.等于拉力所做的功C.等于克服摩擦力所做的功 D.大于克服摩擦力所做的功答案A5.如圖所示,光滑軌道由AB、BCDE兩段細(xì)圓管平滑連接組成,其中AB段水平,BCDE段為半徑為R的四分之三圓弧,圓心O及D點(diǎn)與AB等高,整個(gè)軌道固定在豎直平面內(nèi),現(xiàn)有一質(zhì)量為m、初速度v0=10gR2的光滑小球水平進(jìn)入圓管AB,設(shè)小球經(jīng)過管道交接處無能量損失,圓管內(nèi)徑遠(yuǎn)小于R,則(小球直徑略小于管內(nèi)徑)(A.小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度大小vC=3B.小球能通過E點(diǎn)且拋出后恰好落至B點(diǎn)C.無論小球的初速度v0為多少,小球到達(dá)E點(diǎn)時(shí)的速度都不能為零D.若將DE段軌道拆除,則小球能上升的最大高度與D點(diǎn)相距2R答案B6.如圖所示,質(zhì)量m=3kg的小物塊以初速度v0=4m/s水平向右拋出,恰好從A點(diǎn)沿著圓弧的切線方向進(jìn)入圓弧軌道,圓弧軌道的半徑為R=3.75m,B點(diǎn)是圓弧軌道的最低點(diǎn),圓弧軌道與水平軌道BD平滑連接,A與圓心O的連線與豎直方向成37°角。MN是一段粗糙的水平軌道,小物塊與MN間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1,軌道其他部分光滑。最右側(cè)是一個(gè)半徑為r=0.4m的半圓軌道,C點(diǎn)是半圓軌道的最高點(diǎn),半圓軌道與水平軌道BD在D點(diǎn)平滑連接。已知重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。(1)求小物塊的拋出點(diǎn)離A點(diǎn)的高度h;(2)若MN的長度為L=6m,求小物塊通過C點(diǎn)時(shí)所受軌道的彈力大小FN;(3)若小物塊恰好能通過C點(diǎn),求MN的長度L'。答案(1)0.45m(2)60N(3)10m考點(diǎn)三功能關(guān)系、能量守恒定律7.輕質(zhì)彈簧右端固定在墻上,左端與一質(zhì)量m=0.5kg的物塊相連,如圖甲所示,彈簧處于原長狀態(tài),物塊靜止且與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2。以物塊所在處為原點(diǎn),水平向右為正方向建立x軸,現(xiàn)對物塊施加水平向右的外力F,F隨x軸坐標(biāo)變化的情況如圖乙所示,物塊運(yùn)動(dòng)至x=0.4m處時(shí)速度為零,則此時(shí)彈簧的彈性勢能為(g=10m/s2)()A.3.1J B.3.5J C.1.8J D.2.0J答案A8.(2020屆山東泰安期中)如圖所示,固定斜面的傾角θ=30°,物體A與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=34,輕彈簧下端固定在斜面底端,彈簧處于原長時(shí)上端位于C點(diǎn),用一根不可伸長的輕繩通過輕質(zhì)光滑的定滑輪連接物體A和B,滑輪右側(cè)繩子與斜面平行,A的質(zhì)量為2m=4kg,B的質(zhì)量為m=2kg,初始時(shí)物體A到C點(diǎn)的距離為L=1m,現(xiàn)給A、B一初速度v0=3m/s,使A開始沿斜面向下運(yùn)動(dòng),B向上運(yùn)動(dòng),物體A將彈簧壓縮到最短后又恰好能彈到C點(diǎn)。已知重力加速度取g=10m/s2,不計(jì)空氣阻力,整個(gè)過程中輕繩始終處于伸直狀態(tài),求此過程中(1)物體A向下運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)的速度大小;(2)彈簧的最大壓縮量;(3)彈簧中的最大彈性勢能。答案(1)2m/s(2)0.4m(3)6J綜合篇知能轉(zhuǎn)換綜合集訓(xùn)拓展一變力功的分析與計(jì)算1.(2018湖南岳陽質(zhì)檢)如圖所示,固定的光滑豎直桿上套著一個(gè)滑塊,滑塊用不可伸長的輕繩系著且輕繩的另一端繞過光滑的定滑輪O。現(xiàn)以大小不變的拉力F拉繩,使滑塊從A點(diǎn)起由靜止開始上升?；瑝K運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)速度最大。已知滑塊質(zhì)量為m,滑輪O到豎直桿的距離為d,∠OAO'=37°,∠OCO'=53°,重力加速度為g。求:(sin37°=0.6,cos37°=0.8)(1)拉力F的大小;(2)滑塊由A到C過程中拉力F做的功。答案(1)53mg(2)25拓展二動(dòng)能定理與圖像問題的結(jié)合2.(2018課標(biāo)Ⅲ,19,6分)(多選)地下礦井中的礦石裝在礦車中,用電機(jī)通過豎井運(yùn)送到地面。某豎井中礦車提升的速度大小v隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖所示,其中圖線①②分別描述兩次不同的提升過程,它們變速階段加速度的大小都相同;兩次提升的高度相同,提升的質(zhì)量相等。不考慮摩擦阻力和空氣阻力。對于第①次和第②次提升過程,()A.礦車上升所用的時(shí)間之比為4∶5B.電機(jī)的最大牽引力之比為2∶1C.電機(jī)輸出的最大功率之比為2∶1D.電機(jī)所做的功之比為4∶5答案AC拓展三動(dòng)能定理處理多運(yùn)動(dòng)過程問題3.(多選)如圖所示,輕彈簧的一端懸掛在天花板上,另一端固定一質(zhì)量為m的小物塊,小物塊放在水平地面上,彈簧與豎直方向夾角為θ=30°。開始時(shí)彈簧處于伸長狀態(tài),長度為L,現(xiàn)在小物塊上加一水平向右的恒力F,使小物塊向右運(yùn)動(dòng)距離L,小物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g,彈簧始終在彈性限度內(nèi),則此過程中分析正確的是()A.小物塊和彈簧系統(tǒng)機(jī)械能改變了(F-μmg)LB.彈簧的彈性勢能可能先減小后增大接著又減小再增大C.小物塊在彈簧懸點(diǎn)正下方時(shí)速度最大D.小物塊動(dòng)能的改變量等于拉力F和摩擦力做功之和答案BD4.(2016浙江理綜,18,6分)(多選)如圖所示為一滑草場。某條滑道由上下兩段高均為h,與水平面傾角分別為45°和37°的滑道組成,滑草車與草地之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。質(zhì)量為m的載人滑草車從坡頂由靜止開始自由下滑,經(jīng)過上、下兩段滑道后,最后恰好靜止于滑道的底端(不計(jì)滑草車在兩段滑道交接處的能量損失,sin37°=0.6,cos37°=0.8)。則()A.動(dòng)摩擦因數(shù)μ=6B.載人滑草車最大速度為2C.載人滑草車克服摩擦力做功為mghD.載人滑草車在下段滑道上的加速度大小為35答案AB拓展四摩擦力做功與能量轉(zhuǎn)化5.如圖所示,傳送帶AB總長為l=10m,與一個(gè)半徑為R=0.4m的光滑四分之一圓弧軌道BC相切于B點(diǎn),傳送帶速度恒為v=6m/s,方向向右,現(xiàn)有一個(gè)滑塊以一定初速度從A點(diǎn)水平滑上傳送帶,滑塊質(zhì)量為m=10kg,滑塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.1,已知滑塊運(yùn)動(dòng)到B端時(shí),剛好與傳送帶同速,求:(g=10m/s2)(1)滑塊的初速度大小;(2)滑塊能上升的最大高度;(3)滑塊第二次在傳送帶上滑行時(shí),滑塊和傳送帶系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能。答案(1)214m/s或4m/s(2)1.8m(3)220J6.一傳送帶裝置示意圖如圖所示,傳送帶的傾角θ=30°,工作時(shí)傳送帶的運(yùn)行速度保持v=2m/s不變?，F(xiàn)將質(zhì)量均為m=2kg的小貨箱(可視為質(zhì)點(diǎn))一個(gè)一個(gè)在A處放到傳送帶上,放置小貨箱的時(shí)間間隔均為T=1s,放置時(shí)初速度為零,小貨箱一到達(dá)B處立即被取走。已知小貨箱剛放在A處時(shí),前方相鄰的小貨箱還處于勻加速運(yùn)動(dòng)階段,此時(shí)兩者間的距離為s1=0.5m。傳送帶裝置由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng),傳送帶與輪子間無相對滑動(dòng),不計(jì)輪軸處的摩擦,取g=10m/s2。(1)求小貨箱在傳送帶上做勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度大小;(2)AB的長度至少多長才能使小貨箱最后的速度能達(dá)到v=2m/s;(3)除了剛釋放貨箱的時(shí)刻,若其他時(shí)間內(nèi)總有4個(gè)貨箱在傳送帶上運(yùn)動(dòng),求每運(yùn)送一個(gè)小貨箱,電動(dòng)機(jī)對外多做多少功?并求電動(dòng)機(jī)的平均輸出功率P。答案(1)1m/s2(2)2m(3)88J88W

應(yīng)用篇知行合一應(yīng)用一探究機(jī)車啟動(dòng)問題的處理方法應(yīng)用集訓(xùn)1.(2015課標(biāo)Ⅱ,17,6分)一汽車在平直公路上行駛。從某時(shí)刻開始計(jì)時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)的功率P隨時(shí)間t的變化如圖所示。假定汽車所受阻力的大小f恒定不變。下列描述該汽車的速度v隨時(shí)間t變化的圖線中,可能正確的是()答案A2.(多選)如圖所示為汽車的加速度和車速的倒數(shù)1v的關(guān)系圖像。若汽車質(zhì)量為2×103kg,它由靜止開始沿平直公路行駛,且行駛中阻力恒定,最大車速為30m/s,則(A.汽車所受阻力為2×103NB.汽車在勻加速階段所需時(shí)間為5sC.汽車在勻加速階段的加速度大小為3m/s2D.汽車在車速為5m/s時(shí),功率為6×104W答案AB應(yīng)用二探究機(jī)械能與關(guān)聯(lián)速度問題應(yīng)用集訓(xùn)1.(多選)如圖所示,不可伸長的輕繩通過定滑輪將物塊甲、乙(均可視為質(zhì)點(diǎn))連接,物塊甲套在固定的豎直光滑桿上,用外力使兩物塊靜止,輕繩與豎直方向夾角θ=37°,然后撤去外力,甲、乙兩物塊從靜止開始運(yùn)動(dòng),物塊甲恰能上升到最高點(diǎn)P,P點(diǎn)與滑輪上緣O在同一水平線上,甲、乙兩物塊質(zhì)量分別為m、M,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力,不計(jì)滑輪的大小和摩擦。設(shè)物塊甲上升到最高點(diǎn)P時(shí)加速度大小為a,則下列說法正確的是()A.M=2m B.M=3mC.a=g D.a=0答案AC2.(多選)如圖所示,長為L的輕桿兩端分別固定a、b金屬球,兩球質(zhì)量均為m,a放在光滑的水平地面上,b套在豎直固定光滑桿上且離地面高度為32L,現(xiàn)將b從圖示位置由靜止釋放,則(A.在b球落地前的整個(gè)過程中,a、b組成的系統(tǒng)在水平方向上動(dòng)量守恒B.從開始到b球距地面高度為L2的過程中,輕桿對a球做功為3C.從開始到b球距地面高度為L2的過程中,輕桿對b球做功為-3D.在b球落地的瞬間,重力對b球做功的功率為mg3答案BD3.(2018湖北八校二聯(lián))如圖所示,豎直平面內(nèi)放一直角桿,桿的各部分均光滑,水平部分套有質(zhì)量為mA=3kg的小球A,豎直部分套有質(zhì)量為mB=2kg的小球B,A、B之間用不可伸長的輕繩相連。在水平外力F的作用下,系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),且OA=3m,OB=4m,重力加速度g=10m/s2。(1)求水平拉力F的大小和水平桿對小球A的彈力FN的大小;(2)若改變水平力F大小,使小球A由靜止開始向右做加速度大小為4.5m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng),求經(jīng)過23s拉力F答案(1)15N50N(2)49.5J應(yīng)用三探究板塊模型的功能關(guān)系應(yīng)用集訓(xùn)1.如圖所示,質(zhì)量為m的小鐵塊A以水平速度v0沖上質(zhì)量為M、長為l、置于光滑水平地面上的木板B上,正好不從木板上掉下。已知A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g,此時(shí)長木板對地位移為x,求這一過程中:(1)木板增加的動(dòng)能;(2)小鐵塊減少的動(dòng)能;(3)系統(tǒng)機(jī)械能的減少量;(4)系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量。答案(1)μmgx(2)μmg(x+l)(3)μmgl(4)μmgl2.如圖所示,一質(zhì)量m=2kg的長木板靜止在水平地面上,某時(shí)刻一質(zhì)量M=1kg的小鐵塊以水平向左的速度v0=9m/s從木板的右端滑上木板。已知木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.1,鐵塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=0.4,取重力加速度g=10m/s2,木板足夠長,求:(1)鐵塊相對木板滑動(dòng)時(shí)木板的加速度的大小;(2)鐵塊與木板摩擦所產(chǎn)生的熱量Q和木板在水平地面上滑行的總路程s。答案(1)0.5m/s2(2)36J1.5m應(yīng)用四探究傳送帶模型的功能關(guān)系應(yīng)用集訓(xùn)1.(2015天津理綜,10,16分)某快遞公司分揀郵件的水平傳輸裝置示意如圖,皮帶在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下保持v=1m/s的恒定速度向右運(yùn)動(dòng),現(xiàn)將一質(zhì)量為m=2kg的郵件輕放在皮帶上,郵件和皮帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5。設(shè)皮帶足夠長,取g=10m/s2,在郵件與皮帶發(fā)生相對滑動(dòng)的過程中,求(1)郵件滑動(dòng)的時(shí)間t;(2)郵件對地的位移大小x;(3)郵件與皮帶間的摩擦力對皮帶做的功W。答案(1)0.2s(2)0.1m(3)-2J2.(2018陜西師大附中模擬)如圖所示,與水平面成30°角的傳送帶以v=2m/s的速度按如圖所示順時(shí)針方向勻速運(yùn)行,A、B兩端距離l=9m。把一質(zhì)量m=2kg的物塊無初速度地輕輕放到傳送帶的A端,物塊在傳送帶的帶動(dòng)下向上運(yùn)動(dòng)。若物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=1.433,不計(jì)物塊的大小,g取10(1)從放上物塊開始計(jì)時(shí),t=0.5s時(shí)摩擦力對物塊做功的功率是多少?此時(shí)傳送帶克服摩擦力做功的功率是多少?(2)把這個(gè)物塊從A端傳送到B端的過程中,傳送帶運(yùn)送物塊產(chǎn)生的熱量多大?(3)把這個(gè)物塊從A端傳送到B端的過程中,摩擦力對物塊做功的平均功率是多少?答案(1)14W28W(2)14J(3)18.8W創(chuàng)新篇守正出奇創(chuàng)新集訓(xùn)1.如圖所示,一個(gè)盛水容器兩端開口,豎直放置。已知小口橫截面積為S1,大口橫截面積為S2,容器內(nèi)的水不斷從小口流出,此時(shí)容器中的水面與小口的高度差為h,求此時(shí)從小口流出的水的速度(流量Q=Sv)。答案22.(2019北京西城一模)守恒定律是自然界中某種物理量的值恒定不變的規(guī)律,它為我們解決許多實(shí)際問題提供了依據(jù)。在物理學(xué)中這樣的守恒定律有很多,例如:電荷守恒定律、質(zhì)量守恒定律、能量守恒定律等。(1)根據(jù)電荷守恒定律可知:一段導(dǎo)體中通有恒定電流時(shí),在相等時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體不同橫截面的電荷量都是相等的。a.已知帶電粒子電荷量均為q,粒子定向移動(dòng)所形成的電流為I。求在時(shí)間t內(nèi)通過某一橫截面的粒子數(shù)N;b.直線加速器是一種通過高壓電場使帶電粒子加速的裝置。帶電粒子從粒子源處持續(xù)發(fā)出,假定帶電粒子的初速度為零,加速過程中做的是勻加速直線運(yùn)動(dòng)。如圖1所示,在距粒子源l1、l2兩處分別取一小段長度相等的粒子流Δl。已知l1∶l2=1∶4,這兩小段粒子流中所含的粒子數(shù)分別為n1和n2,求n1∶n2。圖1(2)在實(shí)際生活中經(jīng)常看到這種現(xiàn)象:適當(dāng)調(diào)整開關(guān),可以看到從水龍頭中流出的水柱越來越細(xì),如圖2所示,垂直于水柱的橫截面可視為圓。在水柱上取兩個(gè)橫截面A、B,經(jīng)過A、B的水流速度大小分別為v1、v2;A、B直徑分別為d1、d2,且d1∶d2=2∶1。求水流的速度大小之比v1∶v2。圖2(3)如圖3所示,一盛有水的大容器,其側(cè)面有一個(gè)水平的短細(xì)管,水能夠從細(xì)管中噴出;容器中水面的面積S1遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于細(xì)管的橫截面積S2;重力加速度為g。假設(shè)水不可壓縮,而且沒有黏滯性。a.推理說明:容器中液面下降的速度比細(xì)管中的水流速度小很多,可以忽略不計(jì);b.在上述基礎(chǔ)上,求當(dāng)液面距離細(xì)管的高度為h時(shí),細(xì)管中的水流速度v。圖3答案(1)a.Itqb.2∶1(2)1∶4(3)a.設(shè)液面下降速度為v1，細(xì)管內(nèi)的水流速度為v按照水不可壓縮的條件，可知水的體積守恒或流量守恒，即S1v1＝S2v。由S1?S2，可得v1?v。所以液面下降的速度v1比細(xì)管中的水流速度小很多，可以忽略不計(jì)。b.25年高考A組基礎(chǔ)題組1.(2017課標(biāo)Ⅲ,16,6分)如圖,一質(zhì)量為m、長度為l的均勻柔軟細(xì)繩PQ豎直懸掛。用外力將繩的下端Q緩慢地豎直向上拉起至M點(diǎn),M點(diǎn)與繩的上端P相距13l。重力加速度大小為g。在此過程中,外力做的功為()A.19mgl B.16mgl C.13mgl D.答案A2.(2019課標(biāo)Ⅲ,17,6分)從地面豎直向上拋出一物體,物體在運(yùn)動(dòng)過程中除受到重力外,還受到一大小不變、方向始終與運(yùn)動(dòng)方向相反的外力作用。距地面高度h在3m以內(nèi)時(shí),物體上升、下落過程中動(dòng)能Ek隨h的變化如圖所示。重力加速度取10m/s2。該物體的質(zhì)量為()A.2kg B.1.5kgC.1kg D.0.5kg答案C3.(2019課標(biāo)Ⅱ,18,6分)(多選)從地面豎直向上拋出一物體,其機(jī)械能E總等于動(dòng)能Ek與重力勢能Ep之和。取地面為重力勢能零點(diǎn),該物體的E總和Ep隨它離開地面的高度h的變化如圖所示。重力加速度取10m/s2。由圖中數(shù)據(jù)可得()A.物體的質(zhì)量為2kgB.h=0時(shí),物體的速率為20m/sC.h=2m時(shí),物體的動(dòng)能Ek=40JD.從地面至h=4m,物體的動(dòng)能減少100J答案AD4.(2016課標(biāo)Ⅱ,16,6分)小球P和Q用不可伸長的輕繩懸掛在天花板上,P球的質(zhì)量大于Q球的質(zhì)量,懸掛P球的繩比懸掛Q球的繩短。將兩球拉起,使兩繩均被水平拉直,如圖所示。將兩球由靜止釋放。在各自軌跡的最低點(diǎn)()A.P球的速度一定大于Q球的速度B.P球的動(dòng)能一定小于Q球的動(dòng)能C.P球所受繩的拉力一定大于Q球所受繩的拉力D.P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度答案C5.(2016課標(biāo)Ⅲ,20,6分)(多選)如圖,一固定容器的內(nèi)壁是半徑為R的半球面;在半球面水平直徑的一端有一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)P。它在容器內(nèi)壁由靜止下滑到最低點(diǎn)的過程中,克服摩擦力做的功為W。重力加速度大小為g。設(shè)質(zhì)點(diǎn)P在最低點(diǎn)時(shí),向心加速度的大小為a,容器對它的支持力大小為N,則()A.a=2(mgR-C.N=3mgR-2答案AC6.(2018課標(biāo)Ⅰ,18,6分)如圖,abc是豎直面內(nèi)的光滑固定軌道,ab水平,長度為2R;bc是半徑為R的四分之一圓弧,與ab相切于b點(diǎn)。一質(zhì)量為m的小球,始終受到與重力大小相等的水平外力的作用,自a點(diǎn)處從靜止開始向右運(yùn)動(dòng)。重力加速度大小為g。小球從a點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)到其軌跡最高點(diǎn),機(jī)械能的增量為()A.2mgR B.4mgR C.5mgR D.6mgR答案C7.(2016課標(biāo)Ⅱ,25,20分)輕質(zhì)彈簧原長為2l,將彈簧豎直放置在地面上,在其頂端將一質(zhì)量為5m的物體由靜止釋放,當(dāng)彈簧被壓縮到最短時(shí),彈簧長度為l?，F(xiàn)將該彈簧水平放置,一端固定在A點(diǎn),另一端與物塊P接觸但不連接。AB是長度為5l的水平軌道,B端與半徑為l的光滑半圓軌道BCD相切,半圓的直徑BD豎直,如圖所示。物塊P與AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5。用外力推動(dòng)物塊P,將彈簧壓縮至長度l,然后放開,P開始沿軌道運(yùn)動(dòng)。重力加速度大小為g。(1)若P的質(zhì)量為m,求P到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度的大小,以及它離開圓軌道后落回到AB上的位置與B點(diǎn)之間的距離;(2)若P能滑上圓軌道,且仍能沿圓軌道滑下,求P的質(zhì)量的取值范圍。答案(1)6gl22l(2)53m≤M<B組綜合題組1.(2016課標(biāo)Ⅱ,21,6分)(多選)如圖,小球套在光滑的豎直桿上,輕彈簧一端固定于O點(diǎn),另一端與小球相連?，F(xiàn)將小球從M點(diǎn)由靜止釋放,它在下降的過程中經(jīng)過了N點(diǎn)。已知在M、N兩點(diǎn)處,彈簧對小球的彈力大小相等,且∠ONM<∠OMN<π2。在小球從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過程中,(A.彈力對小球先做正功后做負(fù)功B.有兩個(gè)時(shí)刻小球的加速度等于重力加速度C.彈簧長度最短時(shí),彈力對小球做功的功率為零D.小球到達(dá)N點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能等于其在M、N兩點(diǎn)的重力勢能差答案BCD2.(2015課標(biāo)Ⅱ,21,6分)(多選)如圖,滑塊a、b的質(zhì)量均為m,a套在固定豎直桿上,與光滑水平地面相距h,b放在地面上。a、b通過鉸鏈用剛性輕桿連接,由靜止開始運(yùn)動(dòng)。不計(jì)摩擦,a、b可視為質(zhì)點(diǎn),重力加速度大小為g。則()A.a落地前,輕桿對b一直做正功B.a落地時(shí)速度大小為2C.a下落過程中,其加速度大小始終不大于gD.a落地前,當(dāng)a的機(jī)械能最小時(shí),b對地面的壓力大小為mg答案BD3.(2015課標(biāo)Ⅰ,17,6分)如圖,一半徑為R、粗糙程度處處相同的半圓形軌道豎直固定放置,直徑POQ水平。一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)上方高度R處由靜止開始下落,恰好從P點(diǎn)進(jìn)入軌道。質(zhì)點(diǎn)滑到軌道最低點(diǎn)N時(shí),對軌道的壓力為4mg,g為重力加速度的大小。用W表示質(zhì)點(diǎn)從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過程中克服摩擦力所做的功。則()A.W=12mgR,質(zhì)點(diǎn)恰好可以到達(dá)QB.W>12mgR,質(zhì)點(diǎn)不能到達(dá)QC.W=12mgR,質(zhì)點(diǎn)到達(dá)Q點(diǎn)后,D.W<12mgR,質(zhì)點(diǎn)到達(dá)Q點(diǎn)后,答案C4.(2019課標(biāo)Ⅰ,21,6分)(多選)在星球M上將一輕彈簧豎直固定在水平桌面上,把物體P輕放在彈簧上端,P由靜止向下運(yùn)動(dòng),物體的加速度a與彈簧的壓縮量x間的關(guān)系如圖中實(shí)線所示。在另一星球N上用完全相同的彈簧,改用物體Q完成同樣的過程,其a-x關(guān)系如圖中虛線所示。假設(shè)兩星球均為質(zhì)量均勻分布的球體。已知星球M的半徑是星球N的3倍,則()A.M與N的密度相等B.Q的質(zhì)量是P的3倍C.Q下落過程中的最大動(dòng)能是P的4倍D.Q下落過程中彈簧的最大壓縮量是P的4倍答案AC5.(2019課標(biāo)Ⅱ,25,20分)一質(zhì)量為m=2000kg的汽車以某一速度在平直公路上勻速行駛。行駛過程中,司機(jī)突然發(fā)現(xiàn)前方100m處有一警示牌,立即剎車。剎車過程中,汽車所受阻力大小隨時(shí)間的變化可簡化為圖(a)中的圖線。圖(a)中,0~t1時(shí)間段為從司機(jī)發(fā)現(xiàn)警示牌到采取措施的反應(yīng)時(shí)間(這段時(shí)間內(nèi)汽車所受阻力已忽略,汽車仍保持勻速行駛),t1=0.8s;t1~t2時(shí)間段為剎車系統(tǒng)的啟動(dòng)時(shí)間,t2=1.3s;從t2時(shí)刻開始汽車的剎車系統(tǒng)穩(wěn)定工作,直至汽車停止。已知從t2時(shí)刻開始,汽車第1s內(nèi)的位移為24m,第4s內(nèi)的位移為1m。圖(a)圖(b)(1)在圖(b)中定性畫出從司機(jī)發(fā)現(xiàn)警示牌到剎車系統(tǒng)穩(wěn)定工作后汽車運(yùn)動(dòng)的v-t圖線;(2)求t2時(shí)刻汽車的速度大小及此后的加速度大小;(3)求剎車前汽車勻速行駛時(shí)的速度大小及t1~t2時(shí)間內(nèi)汽車克服阻力做的功;從司機(jī)發(fā)現(xiàn)警示牌到汽車停止,汽車行駛的距離約為多少(以t1~t2時(shí)間段始末速度的算術(shù)平均值替代這段時(shí)間內(nèi)汽車的平均速度)?答案(1)(2)28m/s8m/s2(3)30m/s1.16×105J87.5mC組教師專用題組1.(2018天津理綜,2,6分)滑雪運(yùn)動(dòng)深受人民群眾喜愛。某滑雪運(yùn)動(dòng)員(可視為質(zhì)點(diǎn))由坡道進(jìn)入豎直面內(nèi)的圓弧形滑道AB,從滑道的A點(diǎn)滑行到最低點(diǎn)B的過程中,由于摩擦力的存在,運(yùn)動(dòng)員的速率不變,則運(yùn)動(dòng)員沿AB下滑過程中()A.所受合外力始終為零B.所受摩擦力大小不變C.合外力做功一定為零D.機(jī)械能始終保持不變答案C2.(2018江蘇單科,7,4分)(多選)如圖所示,輕質(zhì)彈簧一端固定,另一端連接一小物塊,O點(diǎn)為彈簧在原長時(shí)物塊的位置。物塊由A點(diǎn)靜止釋放,沿粗糙程度相同的水平面向右運(yùn)動(dòng),最遠(yuǎn)到達(dá)B點(diǎn)。在從A到B的過程中,物塊()A.加速度先減小后增大B.經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)的速度最大C.所受彈簧彈力始終做正功D.所受彈簧彈力做的功等于克服摩擦力做的功答案AD3.(2017江蘇單科,9,4分)(多選)如圖所示,三個(gè)小球A、B、C的質(zhì)量均為m,A與B、C間通過鉸鏈用輕桿連接,桿長為L。B、C置于水平地面上,用一輕質(zhì)彈簧連接,彈簧處于原長?，F(xiàn)A由靜止釋放下降到最低點(diǎn),兩輕桿間夾角α由60°變?yōu)?20°。A、B、C在同一豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng),彈簧在彈性限度內(nèi),忽略一切摩擦,重力加速度為g。則此下降過程中()A.A的動(dòng)能達(dá)到最大前,B受到地面的支持力小于32B.A的動(dòng)能最大時(shí),B受到地面的支持力等于32C.彈簧的彈性勢能最大時(shí),A的加速度方向豎直向下D.彈簧的彈性勢能最大值為32答案AB4.(2018課標(biāo)Ⅲ,25,20分)如圖,在豎直平面內(nèi),一半徑為R的光滑圓弧軌道ABC和水平軌道PA在A點(diǎn)相切,BC為圓弧軌道的直徑,O為圓心,OA和OB之間的夾角為α,sinα=35。一質(zhì)量為m的小球沿水平軌道向右運(yùn)動(dòng),經(jīng)A點(diǎn)沿圓弧軌道通過C點(diǎn),落至水平軌道;在整個(gè)過程中,除受到重力及軌道作用力外,小球還一直受到一水平恒力的作用。已知小球在C點(diǎn)所受合力的方向指向圓心,且此時(shí)小球?qū)壍赖膲毫η『脼榱?。重力加速度大小為g(1)水平恒力的大小和小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度的大小;(2)小球到達(dá)A點(diǎn)時(shí)動(dòng)量的大小;(3)小球從C點(diǎn)落至水平軌道所用的時(shí)間。答案(1)34mg5gR2(2)m5.(2017江蘇單科,14,16分)如圖所示,兩個(gè)半圓柱A、B緊靠著靜置于水平地面上,其上有一光滑圓柱C,三者半徑均為R。C的質(zhì)量為m,A、B的質(zhì)量都為m2,與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ。現(xiàn)用水平向右的力拉A,使A緩慢移動(dòng),直至C恰好降到地面。整個(gè)過程中B保持靜止。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度為g。求(1)未拉A時(shí),C受到B作用力的大小F;(2)動(dòng)摩擦因數(shù)的最小值μmin;(3)A移動(dòng)的整個(gè)過程中,拉力做的功W。答案(1)33(2)3(3)(2μ-1)(3-1)mgR3年模擬時(shí)間:70分鐘分值:70分一、單項(xiàng)選擇題(每題3分,共12分)1.(2020屆山東等級(jí)考模擬,3)我國自主研制的絞吸挖泥船“天鯤號(hào)”達(dá)到世界先進(jìn)水平。若某段工作時(shí)間內(nèi),“天鯤號(hào)”的泥泵輸出功率恒為1×104kW,排泥量為1.4m3/s,排泥管的橫截面積為0.7m2。則泥泵對排泥管內(nèi)泥漿的推力為()A.5×106N B.2×107NC.2×109N D.5×109N答案A2.(2020屆河北唐山一中9月調(diào)研,7)如圖所示,一傾角為α的固定斜面下端固定一擋板,一勁度系數(shù)為k的輕彈簧下端固定在擋板上?，F(xiàn)將一質(zhì)量為m的小物塊從斜面上離彈簧上端距離為s處,由靜止釋放,已知物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,物塊下滑過程中的最大動(dòng)能為Ekm,則小物塊從釋放到運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)的過程中,下列說法中正確的是()A.μ>tanαB.物塊剛與彈簧接觸的瞬間達(dá)到最大動(dòng)能C.彈簧的最大彈性勢能小于整個(gè)過程中物塊減少的重力勢能與摩擦力對物塊做功之和D.若將物塊從離彈簧上端2s的斜面處由靜止釋放,則下滑過程中物塊的最大動(dòng)能小于2Ekm答案D3.(2019河北保定模擬)如圖所示,豎直放置在水平面上的輕質(zhì)彈簧上放著質(zhì)量為m的物體A,A處于靜止?fàn)顟B(tài)。若將一個(gè)質(zhì)量為2m的物體B豎直向下輕放在A上,則(重力加速度為g)()A.放在A上的一瞬間B對A的壓力大小為23B.A、B一起向下運(yùn)動(dòng)過程中A、B間的壓力先增大后減小C.A、B向下運(yùn)動(dòng)到某一位置時(shí)將分離D.運(yùn)動(dòng)過程中A、B兩物體機(jī)械能守恒答案A4.(2018全國名校聯(lián)盟,15)如圖所示,兩質(zhì)量均為m=1kg的小球a、b(均可視為質(zhì)點(diǎn))用長為L=1m的輕質(zhì)桿相連,水平置于光滑水平面上,且小球a恰好與光滑豎直墻壁接觸。現(xiàn)用力F豎直向上拉動(dòng)小球a,當(dāng)桿與豎直墻壁夾角θ=37°時(shí),小球b的速度大小v=1.6m/s。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g取10m/s2,則此過程中力F所做的功為()A.8J B.8.72J C.10J D.9.28J答案C二、多項(xiàng)選擇題(每題4分,共24分)5.(2020屆山東等級(jí)考模擬,10)第二屆進(jìn)博會(huì)于2019年11月在上海舉辦,會(huì)上展出了一種乒乓球陪練機(jī)器人,該機(jī)器人能夠根據(jù)發(fā)球人的身體動(dòng)作和來球信息,及時(shí)調(diào)整球拍將球擊回。若機(jī)器人將乒乓球以原速率斜向上擊回,球在空中運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后落至對方的臺(tái)面上,忽略空氣阻力和乒乓球的旋轉(zhuǎn)。下列說法正確的是()A.擊球過程合外力對乒乓球做功為零B.擊球過程合外力對乒乓球的沖量為零C.在上升過程中,乒乓球處于失重狀態(tài)D.在下落過程中,乒乓球處于超重狀態(tài)答案AC6.(2020屆湖北宜昌部分示范高中教學(xué)協(xié)作體期中聯(lián)考,12)一個(gè)質(zhì)量為m的物體以某一平行于斜面的速度從固定斜面底端沖上傾角為30°的斜面,其加速度大小為34g,如圖所示,此物體在斜面上升的最大高度為h,g為重力加速度,則(A.物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為3B.物體在沿斜面上升過程中重力做功mghC.重力的最大功率為mg3D.物體在沿斜面上升過程中,物體克服摩擦力做功mgh答案AD7.(2020屆重慶巴蜀中學(xué)月考,7)全長為L且質(zhì)量分布均勻的長鐵鏈由若干節(jié)組成,已知圓形管狀軌道半徑為R,L>2πR,R遠(yuǎn)大于一節(jié)鐵鏈的高度和長度,整個(gè)管道內(nèi)壁光滑。如圖所示,鐵鏈具有初速度且靠自身慣性能通過圓形管狀管道繼續(xù)前進(jìn),下列判斷正確的是()A.鐵鏈的每一節(jié)通過最高點(diǎn)的速度大小都相等B.在鐵鏈的第一節(jié)完成圓周運(yùn)動(dòng)的過程中,第一節(jié)鐵鏈機(jī)械能不守恒C.鐵鏈的第一節(jié)與最后一節(jié)到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)的速度大小相等D.鐵鏈的第一節(jié)回到最低點(diǎn)至最后一節(jié)剛進(jìn)入圓狀軌道的過程中鐵鏈的重力勢能保持不變答案BCD8.(2020屆海南海口模擬)如圖所示,一定質(zhì)量的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))套在固定的豎直光滑橢圓形軌道上,橢圓的左焦點(diǎn)為P,長軸AC水平且長為2L0,短軸BD豎直且長為3L0。原長為L0的輕彈簧一端套在過P點(diǎn)的垂直紙面的光滑水平軸上,另一端與位于A點(diǎn)的小球連接。若小球逆時(shí)針沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng),在A點(diǎn)時(shí)的速度大小為v0,彈簧始終處于彈性限度內(nèi),則下列說法正確的是()A.小球在C點(diǎn)的速度大小為v0B.小球在D點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能最大C.小球在B、D兩點(diǎn)的機(jī)械能不相等D.小球在從A點(diǎn)經(jīng)過D點(diǎn)到達(dá)C點(diǎn)的過程中機(jī)械能先變小后變大答案AB9.(2019天津模擬)如圖所示,擺球質(zhì)量為m,懸線長為L,把懸線拉到水平位置后釋放。設(shè)在擺球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中空氣阻力的大小F阻始終恒定不變,則下列說法正確的是()A.重力做功為mgLB.懸線的拉力做功為零C.空氣阻力做功為-mgLD.空氣阻力做功為-12F阻答案ABD10.(2019廣東惠州第二次調(diào)研)如圖甲所示,輕彈簧豎直放置,下端固定在水平地面上,一質(zhì)量為m的小球,從離彈簧上端高h(yuǎn)處由靜止釋放。某同學(xué)在研究小球落到彈簧上后繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過程,他以小球開始下落的位置為原點(diǎn),沿豎直向下方向建立坐標(biāo)軸Ox,作出小球所受彈力F大小隨小球下落的位置坐標(biāo)x的變化關(guān)系圖像如圖乙所示,不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g。以下判斷正確的是()A.當(dāng)x=h+x0時(shí),小球的重力勢能與彈簧的彈性勢能之和最小B.小球落到彈簧上向下運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過程中,速度先減小后增大C.小球落到彈簧上向下運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過程中,加速度先減小后增大D.小球動(dòng)能的最大值為mgh+mg答案ACD三、非選擇題(共34分)11.(2020屆遼寧沈陽鐵路實(shí)驗(yàn)中學(xué)10月月考,17)(12分)如圖所示,傾角θ=37°的光滑